API 設計の芸術: Node.js を使用した効果的な RESTful API の作成

Web 開発の動的な世界では、スケーラブルで効率的なアプリケーションは API 設計の強力な基盤の上に構築される必要があります。 RESTful API に対する需要の高まりに伴い、Node.js は現在、多数の同時リクエストに対応する高性能のイベント駆動型 API を構築する強力な存在に成長しました。次のセクションでは、Node.js を使用して効果的な API 設計を行うための原則を実際に詳しく掘り下げます。これは、開発者にとって、特にハイデラバードで Java 開発コースを受講している人にとって、非常に役立ち、関連性があります。

目次

RESTful API 設計を理解する
適切な HTTP メソッドの選択
2.1 GET、POST、PUT、PATCH、DELETE
2.2 HTTP メソッドと CRUD 操作のマッチング
直感的な API エンドポイントの設計
3.1 エンドポイントの命名規則
3.2 API のバージョン管理
リクエストとレスポンスの処理
4.1 リクエストデータの解析
4.2 適切な応答の送信
認証と認可の実装
5.1 基本認証
5.2 JWT
によるトークンベースの認証 エラー処理とログ
6.1 意味のあるエラーメッセージを返す
6.2 デバッグのためのログ
7.1 Swagger と Postman の活用
7.2 ライブドキュメントの維持
API をテストする
8.1 Mocha と Chai を使用した単体テスト
8.2 Supertest
との統合テスト API のデプロイ
9.1 クラウド上の Node.js API
9.2 クラスタリングと負荷分散: API のスケーリング
優れた API 設計のためのベスト プラクティス

RESTful API 設計を理解する

RESTful API 設計とは、Web サービスを作成する際の一連のガイドラインと制約を指します。 REST API は、標準の CRUD 操作を実行するために、URI で識別されるリソースに対して操作される HTTP メソッドを使用するネットワーク サービスです。このようにして、これらの原則を実装する人は誰でも、スケーラブルで保守性が高く、理解しやすい API を実現できます。

Node.js は、イベント駆動型のアーキテクチャとノンブロッキング I/O により、RESTful API を構築するのに最適な選択肢の 1 つです。同時に多数の接続を処理でき、ライブラリとフレームを備えた巨大なエコシステムを提供できるため、このテクノロジーは開発者の間で非常に人気があります。

HTTP での適切なメソッドの選択

取得、投稿、配置、パッチ、削除
HTTP メソッドは RESTful API 設計の基礎であり、次のようにリクエストの目的に従って一貫して適用されます。 GET: リソースまたはその表現を読み取ります。 POST: 新しいリソースを作成するか、サーバーにデータを送信します。 PUT: 既存のリソースに対して行われた更新用。 PATCH: 既存のリソースを部分的に更新します。 DELETE: リソースを削除します。これらの各方法は一貫して適用されます。これは、クライアントが予測可能かつ直感的な方法で API を使用できるようにするためです。

HTTP メソッドと CRUD 操作のマッチング

可読性と一貫性を確保するには、HTTP メソッドと対応する C-R-U-D 操作を一致させる必要があります。
GET: 読む
POST:
を作成します PUT: 更新 - 置換
パッチ: アップデート - 部分的
削除: 削除

API オペレーションを正しい HTTP メソッドに合わせると、非常にユーザーフレンドリーで直感的な API が得られ、理解しやすく使いやすくなります。
直感的な API エンドポイントの設計
命名規則
API エンドポイントは、一貫した明確な設計に従う必要があります。名詞と一致する名前を使用すると、アクセスされているリソースが明確に識別されます。たとえば、これは次のようになります: ユーザーのコレクションの場合は /users、単一ユーザーの場合は /users/:id です。

を経由するため、動詞を使用してエンドポイントに名前を付けることは避けてください。

HTTP メソッドでは、どのようなアクションが実行されているかが明確です。コレクションには、名詞の複数形と単数形

を使用して名前が付けられます。

個々のリソースを表すときの名詞の形式。

この API をバージョン管理する必要があるため、API を進化させても、以前のバージョンは引き続き実行され、変更によって壊れることはありません。 /v1/users、/api/v1/users など、API のバージョンを示す非常に一貫したバージョン管理スキームを必ず使用してください。
重大な変更を行う場合は、API の新しいバージョンを導入し、古いバージョンの価値を下げます。このようにして、クライアントは自分のペースで新しいバージョンに移行でき、古いバージョンは引き続き機能します。

リクエストとレスポンスの処理

リクエストデータを解析中

受信データを常に解析および検証して、API での適合性を確認してください。本文解析ミドルウェアは、JSON で受信したリクエスト本文を解析するのに役立ちます。  
Joi や Validator などのライブラリを使用して、API のスキーマやビジネス ルールに照らして受信データを検証します。これにより、潜在的なエラーが軽減され、データの整合性が保証されます。
 
適切な応答を返します

応答がリクエストの結果を示す適切な HTTP ステータス コードを返すようにしてください。たとえば、GET リクエストが成功した場合は 200 OK、POST リクエストが成功した場合は 201 Created、DELETE リクエストが成功した場合は 204 No Content が返されます。
データを JSON 形式で返し、API 内の応答の構造と一致するようにしてください。ページネーション情報またはエラー メッセージに関するメタデータを追加して、クライアントにコンテキストを提供します。

認証と認可の実装

ベーシック認証

基本認証は、ユーザー名とパスワードを使用してクライアントを認証する最も簡単な方法です。導入は非常に簡単ですが、セキュリティ機能が含まれていないため、運用環境での使用には適していません。 JWT
を使用したトークンベースの認証 JSON Web トークンは、基本認証よりも安全でスケーラブルです。 JWT は、ユーザー情報と権限を含む署名付きトークンを発行することで、クライアントの認証と認可を実現します。
クライアントが API で認証すると、JWT を返します。後者は、後続のリクエストにこのトークンを含めます。サーバー側でトークンの署名を検証し、トークンが有効かどうか、または改ざんされているかどうかを確認します。

エラー処理とログ

必ず意味のあるエラー メッセージを返すようにしてください

エラーが発生した場合は、診断と問題解決に十分な情報を含む意味のあるエラー メッセージをクライアントに返す必要があります。エラー タイプに適切な HTTP ステータス コードを設定します。クライアント側エラーの場合は 400 Bad Request、サーバー側エラーの場合は 500 Internal Server Error です。
関連するエラー情報をすべて含めます。たとえば、エラー コード、メッセージ、応答本文に含まれるその他のコンテキストなどです。このような情報を含めると、クライアントが何が問題で、その修正方法を特定するのに役立つ可能性があります。

デバッグとモニタリングのためのログ

実行中のエラー、警告、重要なイベントを記録するために、アプリケーションに適切なロギング メカニズムを設定します。 Morgan や Winston などの優れたログ ライブラリを使用して、リクエスト/レスポンス/エラーをログに記録します。
デバッグと監視を容易にするために、ログを 1 か所 (ファイルまたはログ サービス) に保管します。次に、重要なメッセージを処理し、余分なノイズを除外するようにログ レベルを設定します。

API の文書化

Swagger や Postman などのツールの使用

API に遭遇したすべてのユーザーが API の使用方法を理解できるように、API の完全なドキュメントを作成します。 Swagger や Postman などのツールを使用した自動化されたインタラクティブなドキュメントにより、エンドポイント、リクエスト、レスポンスの例、さらには認証方法の詳細が提供されます。ドキュメントを常に最新の状態に保ち、API で行われた変更に従って、クライアントがエンドポイントとその使用法に関する有効な情報を確実に入手できるようにします。
API の変更や追加に対応するために、API ドキュメントを定期的に更新することも重要です。ドキュメント更新のプロセスは、新機能または編集された拡張機能ごとに開始できます。

ドキュメントのバージョン管理システムをレイアウトすることもできます。これは、クライアントが API バージョンに基づいてドキュメントのバージョンを確認できることを意味します。
API をテストする
Mocha と Chai による単体テスト
単体テストを使用して API をテストし、単一のコンポーネントが期待どおりに動作することを確認します。 Mocha や Chai などのテスト フレームワークを使用してテストを作成および実行できます。
すべてのエンドポイントのテストを作成し、さまざまな入力シナリオに対して正しい応答が返されることを確認します。エッジケースやエラー条件をチェックして、API がそれらを丁寧に処理していることを確認します。
Supertest との統合テスト
API のすべての部分が調和して動作していることを確認する統合テストを作成することも同様に重要です。 Supertest は、HTTP リクエストを API に送信し、そのレスポンスをテストするための優れたライブラリです。

典型的なユースケースのシナリオにはテストが必要です。ユーザーの作成、ログイン、プロファイルの更新はすべてテスト スイートの一部である必要があります。これにより、エンドポイントが相互に適切に動作し、全体としてすべてが適切に機能することを確信できるようになります。

API をデプロイする

Node.js API をホストする方法

ニーズと資金の量に応じて、Node.js API をホストするときに次のいずれかを使用できます: PaaS、またはサービスとしてのプラットフォーム: これには、Heraku、DigitalOcean、AWS Elastic などが含まれます。豆の木。これらのサービスはすべて、API をデプロイするための管理された環境を提供します。 IaaS (サービスとしてのインフラストラクチャ) には、AWS EC2、Google Compute Engine、DigitalOcean Droplets などのサービスが含まれており、これらを使用して API を仮想マシンにデプロイできます。
サーバーレスの俊敏性は、AWS Lambda、Google Cloud Functions、Azure Functions などのサービスを通じて提供され、API のデプロイメントを容易にします。
一方ではすべての API ニーズと要件、もう一方ではチームの専門知識とリソースの間で最適なものを考慮した上で、適切なホスティング オプションを選択してください。

クラスタリングと負荷分散による API のスケーリング

API の人気が高まり、使用されるようになると、スケーリングが切実な懸念になります。 Node.js のビルド内クラスター モジュールを使用して、受信リクエストを同時に処理できる複数のワーカー プロセスを作成します。
受信リクエストの負荷分散を実装し、呼び出しを API の複数のインスタンスに分散します。ロードバランサーは、Nginx と HAProxy を使用して実行できます。

API 設計のベスト プラクティス

Node.js を使用して効果的な RESTful API セットを開発するには、次のベスト プラクティスに従ってください。

シンプルで一貫性のある API を構築します。これは、非常にわかりやすいエンドポイント名を使用し、一貫した命名規則に従っていることを意味します。

正しい HTTP メソッドを使用していることを確認してください。 HTTP メソッドが対応する CRUD 操作にマッピングされていることを確認すると、API を直感的で他の人が使いやすいものにすることができます。
入力の検証とサニテーション: 受信データを API に配置する前に検証し、サニテーションします。
エラーの適切な処理: 適切な HTTP ステータス コードを含む意味のあるエラー メッセージ応答で応答し、デバッグと監視のためにそれらのエラーをログに記録します。

認証と認可を実装します。 JWT などの安全な認証方法を使用し、API のリソースに対するアクセス制御を規制する認可を実装します。
API を文書化する: エンドポイントの説明、リクエストと応答の例、認証の詳細を含む包括的な文書を提供します。
API をテストする: テストされた API は、確実に期待どおりに動作すると同時に、開発プロセスの初期段階で発生するリグレッションを検出します。これは単体テストと統合テストで行うことができます。
スクリプトを監視する: 可観測性は API のパフォーマンス、使用状況、エラーを理解するための鍵となり、最終的に問題を迅速に解決できるようになります。

これにより、クライアントとユーザーのニーズに合わせた、効果的でスケーラブルで保守可能な RESTful API を作成できます。

概要

最新の Web アプリケーションの効果的なプログラミングを追求したい開発者は、Node.js を使用して API を設計する最適な方法を学ぶ必要があります。 RESTful API の設計の指針となる原則と Node.js の機能に関する知識により、開発者は拡張性、保守性、そしてユーザーフレンドリーな API を作成できます。

ハイデラバードで Java 開発コースを探している学生にとって、これは追求できる非常に重要なスキルの 1 つであり、膨大な数のキャリアの選択肢への扉が開かれます。熟練した Node.js 開発者に対する市場の要件が急増していることを考えると、RESTful API を設計して効果的に考案する能力は、雇用市場での重要な差別化となるでしょう。

API 設計の技術と芸術を受け入れ、習得に向けて継続的に練習することで、開発者は、Web でできることの限界を押し広げ続ける創造的なソリューションをもたらすことができます。日の出から日没までテクノロジーが変化する環境において、Node.js を使用した適切な API 設計は、将来のスケーラブルで応答性の高いアプリケーション開発において大きな基礎的な役割を果たすことになります。

以上がAPI 設計の芸術: Node.js を使用した効果的な RESTful API の作成の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。